Sink-borat som additive reduserer røykutvikling, bedre flammehemming Klaus Lien, Scan Polymer AS Plasttekniske dager, Gardemoen – 9 November 2006

Scan Polymer Scan Polymer AS ble stiftet August 2006 Kontor på Eiksmarka utenfor Oslo Scan Polymer er leverandør av periferi-utstyr til plastindustrien: Kverner – Kjøleutstyr – Transport-bånd – MB – dosering– siloer – tørkeutrustning – materialhåndtering. Scan Polymer er også en leverandør av compoundering/blandemaskin

Material valg! og….. Scan Polymer Material selection and flame retardancy Flame retardance required Flame retardance not required Flame retardant Flame retardant polymers (FR additives for Polyolefins PE, PP and TPE) Halogen polymers Non Halogen polymers Polyethylene Polypropylene (PVC, Fluoropolymers, Non Halogen Halogen Chlorinated rubbers) (Silicone) Rubbers Non low smoke Low smoke Bromine Urethanes Chlorine Antimony Trioxide Hydrated Alumina (ATH) Molybdate complexes Magnesium complexes (MGH) Nanoclay og….. Phosphate complexes Calcium Carbonates (Casico)

Sinkborat Historien: BOR – BORAX Scan Polymer Historien: BOR – BORAX 800 - Romerne bruker borax i deres glass produksjon 1892 – Borax introdusert i glass resepter i USA 1900 – Bor forbindelser brukt porselen 1970 – Sinkborat brukt for første gang som FR additive som påviste synergi med andre additiver ”Borax kommer fra det Arabiske ord buraq som betyr glitter eller skinne”

Sinkborat Kjemisk navn: Sinkborat Kjemisk Formel:2ZnO.3B2O3zH2.3,5H2O Scan Polymer Kjemisk navn: Sinkborat Kjemisk Formel:2ZnO.3B2O3zH2.3,5H2O Molekyl vekt: 434.7 Form: pulver Farve: Hvit Egenvekt: 2.77 g/cm³ CAS: 12767-90-7 EINECS: 235-804-3

Sinkborat egenskaper Teoretisk sammensetting: Bor oksyd: B2O3: 48.05 % Scan Polymer Teoretisk sammensetting: Bor oksyd: B2O3: 48.05 % Sink oksyd:ZnO: 37.45 % Krystallvann:14.50 %

Sinkborat egenskaper Termisk stabil til 290 °C Scan Polymer Termisk stabil til 290 °C Hydroliserer ved sterke syrer og baser Halogenfri Brytnings Index:1.58 Smeltepunkt:650 °C Median partikkel størrelse: 1 – 9 mikron

Partikkel størrelse og distrubusjon av ZB Scan Polymer Partikkel størrelse og distrubusjon av ZB

Sinkborat resepter FR-PVC Scan Polymer ANVENDELSE RESEPT FORSLAG PVC Kabel PVC 100 parts Sink.borat 3 – 5 phr Sb2O3 3 – 5 phr Alumina trihydrate 15 – 20 phr Plasticizers 30 – 40 phr Epoxy co-stabilizer 3 – 5 phr Stabilizers 0.5 – 7 phr Bil/Tog - seter Sink-borat 1.5 – 2.5 phr Sb2O3 1.5 – 2.5 phr Plasticizers 60 – 80 phr Epoxy co-stabilizer 3 – 5 phr Stabilizers 3 phr Functional Fillers 30 – 60 phr

Redusert røyk og flammespredning - hvordan? Halogensink forbindelser akselerer nedbryting av halogen kildene og bygger opp ”char formation” sammen med Boroksydet Dette reduserer røykutvikling, i tilegg at man har en endotermisk reaksjon og får krystallvann (ca 15%).- Redusere flammespredning

Røyutvikling med Sinkborat Scan Polymer Røyutvikling med Sinkborat Smoke emission 100 200 300 400 500 600 2 4 6 8 Total phr specific optical density Zinborel Sb2O3 Zinborel - Sb2O3 1:1

FR egneskaper med Sinkborat Scan Polymer FR egneskaper med Sinkborat

Sinkborat i PVC Reduserer røykutvikling Øker LOI – mer flammehemmende Scan Polymer Reduserer røykutvikling Øker LOI – mer flammehemmende Reduserer kost – kan erstatte deler av Sb2O3 Øker ”Char formation” – mindre drypping Best synergi med Al(OH)3 , Mg(OH)2 og Sb2O3

Resepter for Polyamid Scan Polymer Anvendelse Resept forslag Nylon 6,6 (PA66) m/glass Nylon 6,6 45 – 63 % Sink-borat 3 – 18 % Sb2O3 0 – 2.5 % Fiberglass 15 – 30 % Copling system 10 – 25 % u/glass Nylon 6,6 75 – 80 % Sink-borat 3 – 5 % Sb2O3 1 - 2 % Halogenholdig FR 15 – 18 %

Sinkborat i PA Reduserer bruk av Sb2O3 Begrenser etter gløding Scan Polymer Reduserer bruk av Sb2O3 Begrenser etter gløding Sinkborat både med halogenfrie og halogenholdige additiver Anti- tracking egenskaper

Sinkborat resepter Polyolefin Scan Polymer Sinkborat resepter Polyolefin Anvendelse Respet forslag EVA (X-linked) EVA 100 phr Sink-borat 10 – 50 phr Sb2O3 0 – 12 phr Decabromodiphenyl oxyde 0 – 50 phr Cross linking agent 0 - 5 phr Antioxidant 0 – 2 phr (X-linked, Halogenfri) Sink-borat 10 - 50 phr Alumina trihydrate 200 phr Cross linking agent 4 - 6 phr Stabilizer 0.5 – 3 phr Polypropylene Polypropylene 45 – 60 % Sink-borat 5 – 7 % Sb2O3 3 – 8 % Talk 0 – 20 % Functionalized coupling agent 0 – 35 % Decabromodiphenyl oxyde 0 – 15 %

Sinkborat i PE/PP/EVA Reduserer røykutvikling Bedrer ”char formation” Scan Polymer Reduserer røykutvikling Bedrer ”char formation” Bedrer mekaniske egenskaper sml. Med andre FR tilsatser Reduserer etter gløding Reduser kost i halogenerte systemer ved å erstatte store andeler av Sb2O3

Sinkborat i Elastomerer Scan Polymer Reduserer røykutvikling Bedrer ”char formation” Reduserer etter gløding Reduser kost i halogenerte systemer ved å erstatte store andeler av Sb2O3

Sinkborat resepter Elastomer Scan Polymer Sinkborat resepter Elastomer ANVENDELSE RESEPT FORSLAG EVA (Kabel) EVA 100phr Sink-borat 10 – 20 phr Alumina trihydrate 200 phr EPDM Elastomer (Kabel, halogen fri) EPDM 100phr Sink-borate 5 – 20 phr Mg(OH)2 150 phr Coupling agent 0 - 2 phr

Styrene-Butadiene Rubber Scan Polymer Sinkborat resepter Elastomer ANVENDELSE RESEPT FORSLAG Styrene-Butadiene Rubber (Transport bånd) SBR 100 phr Sink-borat 10 – 12 phr Sb2O3 3 – 8 phr Plasticizers 3 – 20 phr Functionalized coupling agent 10 –20 phr Stabilizers - Fillers 30 – 70 phr Neoprene Neoprene 100 phr Sink-borat 10 - 15 phr Sb2O3 5 phr Mg(OH)2 15 phr Stabilizers - Fillers 50 - 60 phr

Sinkborat – Hvor får man det? Scan Polymer Levrandører: Borax- US – Firebrake ZB www.borax.com SCL – I - Zinborel www.scl.it Joseph Storey Ltd – UK – Storflam www.petroferm.com Pris: 3.0 – 5.0 Euro/kg ”In the presence of a silica source such as silicone polymer or SiO2, ZB is understood to form a borosilicate glass at polymer combustion temperatures”.

Konklusjon Både halogen-holdige og -frie systemer viser Sinkborat sterk synergi med and FR systemer som ATH, MDH og Sb2O3 Sinkborat bidrar til “char formation” Sinkborat er lite egnet som et “stand alone” FR additive Reduserer totale FR kostnader på ditt materiale.

Kompounderings maskin fra BUSS Scan Polymer Kompounderings maskin fra BUSS